什么是软件形式化方法？

软件形式化方法是指建立在严格数学基础上的软件开发方法，可使软件开发人员可以应用严格的数学符号来说明、开发和验证基于计算机的系统。形式化方法模型的主要活动是生成计算机软件形式化的数学规格说明。

形式化方法的本质是基于数学的方法来描述目标软件系统属性的一种技术。不同的形式化方法的数学基础是不同的，有的以集合论和一阶谓词演算为基础（如Z和VDM），有的则以时态逻辑为基础。形式化方法需要形式化规约说明语言的支持。

根据说明目标软件系统的方式，形式化方法可以分为以下两类：

面向模型的形式化方法。面向模型的方法通过构造一个数学模型来说明系统的行为。

面向属性的形式化方法。面向属性的方法通过描述目标软件系统的各种属性来间接定义系统行为。

而根据表达能力，形式化方法又可分为以下五类：

1、基于模型的方法：通过明确定义状态和操作来建立一个系统模型（使系统从一个状态转换到另一个状态）。用这种方法虽可以表示非功能性需求（诸如时间需求），但不能很好地表示并发性。如：Z语言，VDM，B方法等。

2、基于逻辑的方法：用逻辑描述系统预期的性能，包括底层规约、时序和可能性行为。采用与所选逻辑相关的公理系统证明系统具有预期的性能。用具体的编程构造扩充逻辑从而得到一种广谱形式化方法，通过保持正确性的细化步骤集来开发系统。如：ITL（区间时序逻辑），区段演算（ DC），hoare 逻辑，WP演算，模态逻辑，时序逻辑， TAM（时序代理模型），RTTL（实时时序逻辑）等。

3、代数方法：通过将未定义状态下不同的操作行为相联系，给出操作的显式定义。与基于模型的方法相同的是，没有给出并发的显式表示。如：OBJ， Larch族代数规约语言等；

4、过程代数方法：通过限制所有容许的可观察的过程间通信来表示系统行为。此类方法允许并发过程的显式表示。如：通信顺序过程（ CSP），通信系统演算（CCS），通信过程代数（ ACP），时序排序规约语言（LOTOS），计时CSP(TCSP），通信系统计时可能性演算（TPCCS）等。

5、基于网络的方法：由于图形化表示法易于理解，而且非专业人员能够使用，因此是一种通用的系统确定表示法。该方法采用具有形式语义的图形语言，为系统开发和再工程带来特殊的好处。如 Petri图，计时Petri图，状态图等。

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